Какое количество теплоты выделится при затвердевании воды массой 2кг, взятой при температуре 15 градусов?

Для того чтобы ответить на вопрос, нужно рассчитать количество теплоты, которое выделяется при затвердевании воды. В данном случае мы говорим о процессе, когда вода переходит из жидкого состояния в твердое (замерзание), начиная с температуры 15 градусов Цельсия.

Шаги расчета:

1. Масса воды — 2 кг (дано).
2. Начальная температура воды — 15°C (дано).
3. Температура замерзания воды — 0°C. Значит, вода сначала должна охладиться с 15°C до 0°C, а затем замерзнуть при этой температуре.

Расчет количества теплоты, выделяющегося при охлаждении воды:

Сначала необходимо посчитать, сколько теплоты выделится при охлаждении воды от 15°C до 0°C. Для этого используем формулу для расчета теплоты, необходимой для изменения температуры:

$Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$

где:

• $m$ — масса воды (2 кг),
• $c$ — удельная теплоемкость воды (около 4200 Дж/кг·°C),
• $\Delta T$ — изменение температуры (от 15°C до 0°C, то есть 15°C).

Подставляем значения:

Это количество теплоты выделяется при охлаждении воды от 15°C до 0°C.

Расчет количества теплоты, выделяющегося при замерзании:

Теперь, когда вода уже охладилась до 0°C, она начнет замерзать. Для расчета теплоты, выделяющейся при замерзании воды, используем формулу:

где:

• $m$ — масса воды (2 кг),
• $L_f$ — скрытая теплота плавления воды (приблизительно 334 000 Дж/кг).

Подставляем значения:

Общее количество теплоты, выделяющееся при затвердевании воды:

Теперь складываем оба значения:

Ответ:

Количество теплоты, которое выделится при затвердевании воды массой 2 кг, взятой при температуре 15°C, составит 794 000 Дж.